Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Textversion des Videos

Transkript Legierungen (Vertiefungswissen)

Guten Tag und herzlich willkommen. Der Mensch nutzt einen großen Teil der chemischen Elemente, die wir als Metalle bezeichnen. Obwohl es im Periodensystem der Elemente eine große Anzahl an Metallen gibt, ist der Mensch mit ihren Eigenschaften nicht immer zufrieden. Wie kann man die Eigenschaften der Metalle verbessern? Man mischt diese Metalle miteinander, man stellt Legierungen her. Dieses Video ist für den Grundkurs gedacht.

Die Zeit der Legierungen begann mit der Bronzezeit. Bronze ist eine Legierung aus Kupfer und Zinn. Beide Metalle sind sowohl fest, aber leider weich. Das Gemisch beider führt zu einem festen und harten Material. Das Legieren beider Metalle führt zu einer Verbesserung einer Eigenschaft. Legierungen sind die meist festen, homogenen Mischungen von Metallen oder Metallen und Halb- oder Nichtmetallen. An einer Legierung können 2 oder mehr als 2 chemische Elemente beteiligt sein. Beispiele für Legierungen sind Bronze, Messing, Stahl. Bronze gibt es bereits seit etwa 4000 Jahren. Hier die Reste eines Abbildes des römischen Kaisers Marcus Aurelius. Heute wird Bronze mitunter für Münzen verwendet. Bronze besteht aus viel Kupfer - so um die 90 Prozent - und wenig Zinn, entsprechend um 10 Prozent. Den Bestandteil Zinn der Bronze prägt man sich ein, indem man sich das Z merkt - am Anfang des Zinns und am Ende der Bronze. Die Dichte der Bronze ist ziemlich groß. Sie beträgt etwa 8,75 g/cm³. Damit liegt sie ziemlich nah an der Dichte des Kupfers: 8,9 g/cm³. Je nach Zusammensetzung schmilzt Bronze bei Werten von 850 bis 1000 Grad Celsius. Damit wird die Schmelztemperatur des Kupfers um bis zu 200 Grad Celsius vermindert. Bronze wird oft in der Kunst eingesetzt (für Denkmäler), hat aber auch Verwendung bei vielen technischen Dingen. Eine weitere wichtige Legierung ist das Messing. Der Messingkrug stammt aus dem 14. Jahrhundert. Messing besteht aus Kupfer und Zink. Je nachdem, ob wenig Zink enthalten ist (um die 20 Prozent) oder viel (um die 36 Prozent) ist Messing rötlich oder gelb. Der Vorteil des Messinggießens im Unterschied zu Kupfer, ist, dass der Vorgang blasenfrei geschehen kann. Die Anwendungsbreite des Messings ist groß: zum Beispiel für Blechblasinstrumente, Schrauben oder Armaturen. Der Bestandteil Zink lässt sich einprägen, indem man statt "Messing" in Gedanken "Messink" sagt. Weniger bekannt, aber wichtig, ist die Legierung Tombak. Die Legierung Tombak ist eigentlich ein Messing mit einem sehr hohen Kupferanteil. Kupfer ist im Tombak mit mindestens 70 Prozent, Zink mit höchstens 30 Prozent enthalten. Aus Tombak lassen sich Schmuckgegenstände herstellen, wie zum Beispiel dieser hübsche Wasserkrug. Das wichtigste Metall der Zivilisation ist das Eisen. Je nachdem, ob der Kohlenstoffgehalt im Eisen mindestens 2 Prozent beträgt, sprechen wir von Gusseisen, oder aber, wenn der Kohlenstoffgehalt kleiner als 2 Prozent ist, von Stahl. Gusseisen und Stahl haben unterschiedliche Eigenschaften. Gusseisen ist besser für die Wärmespeicherung geeignet. Stahl hingegen weist eine höhere Elastizität auf. Auch der König der Metalle, das Gold, wird legiert. Gold ist mit vielen Metallen legierbar. Wichtige Legierungsmetalle sind Silber, Kupfer, Palladium. Die Legierungen zeichnen sich durch eine höhere Festigkeit und Härte im Vergleich zu Gold aus. Vielleicht habt ihr einmal von Karat gehört. 24 Karat bedeutet, dass es reines Gold ist (100 Prozent). 8 Karat bedeutet etwa 33-prozentiges Gold. Meist ist dieses mit Silber legiert. Solches Gold findet man häufig in Schmuckgegenständen in Deutschland. 14-karätiges Gold bedeutet einen Goldgehalt von etwa 58 Prozent. Dieses Gold ist meist mit Kupfer legiert. Solches Gold findet man vorzugsweise in Russland. Beim Handeln mit Edelmetallen schreibt man auch häufig statt 100 Prozent einfach 1000. Man nennt dieses Gold "Tausender". 8-karätiges Gold (33-prozentiges) nennt man auch 333er. 14-karätiges Gold mit einem Gehalt von etwa 58 Prozent nennt man auch 583er. Es gibt auch Silberlegierungen. Dieser schöne Schmuckgegenstand besteht aus Sterlingsilber. Sterlingsilber enthält 92,5 Prozent Silber und 7,5 Prozent Kupfer. Wir haben es hier mit einem sogenannten 925er Silber zu tun. Das sind 22,2 Karat. Nach dem Silber kommen wir zum Neusilber, welches auch als Alpaka oder Melchior bezeichnet wird. Der Kamm und die Münze bestehen beide aus Neusilber. Der Name der Legierung ist irreführend, denn sie enthält keinerlei Silber. Stattdessen besteht Neusilber aus Kupfer, Nickel und Zink. Die Anteile dabei variieren stark. Kupfer: 45-70 Prozent. Nickel: 5-30 Prozent. Und Zink: 8-45 Prozent. Für Neusilber gibt es sehr viele Anwendungen: Essbestecke, medizinische Geräte, Reißverschlüsse, Schmuck, Blasinstrumente, Brillen. Als Letztes einige Worte zum sogenannten Nickel. Das ist eine kleine amerikanische Münze. Der Nickel besteht eigentlich aus Kupfernickel. Die Münze enthält 75 Prozent Kupfer und 25 Prozent Nickel. Somit ist der Nickel eine 5-Cent-Münze der Vereinigten Staaten von Amerika, die aus Kupfernickel besteht. Fassen wir zusammen: Legierungen dienen der Verbesserung der Gebrauchseigenschaften. Wichtige Gebrauchseigenschaften sind: Wärmespeicherung, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Farbe und Glanz. Folgende Legierungen sollte man kennen oder zumindest einmal gehört haben: Bronze, Messing, Tombak, Gusseisen, Stahl, Neusilber, Sterlingsilber, Kupfernickel und die Goldlegierungen. Man muss sich vorher gut überlegen, welche Metalle man miteinander zu Legierungen vermischt, bevor man solche Rollbarren herstellt. Ich hoffe, ihr hattet ein wenig Spaß. Auf Wiedersehen.

Informationen zum Video